當台灣的IC設計產業逐漸在國際上大放光芒之際，如何提高台灣所設計出來IC產品之附加價值，已成為國內產官學研共同關注的議題。由於專利的獲得需具備有產業利用性（Industrial Applicability）、新穎性（Novelty）與進步性（Inventiveness）三要件，於是藉由專利的角度觀察，將可略窺台灣IC設計業研發的方向與成果。此外，相較於國際大廠，台灣IC設計業者取得的美國專利件數仍嫌不足，主要原因在於台灣以產品研發為導向，在創新技術研發上著墨不多，且業者仍以快速追隨者自限。

國際專利制度現況簡介──美國

世界各國一般均有其專利商標制度，但由於美國為全球最大的單一市場，於是其專利的統計與分析便具有相當的指標意義。美國專利包含三種不同專利類型：發明專利（Utility Patent）、新式樣專利（Design Patent）與植物專利（Plant Patent）。國內IC業者主要申請的專利類別為發明專利，其保護年限為申請日起二十年，總共需繳納五次費用：申請費770美元、專利核准時領證費1330美元、獲准後第三年半繳交第一次維護費910美元、獲准後第七年半繳交第二次維護費2,090美元、獲准後第十一年半繳交第三次維護費3220美元。由於所費不貲，美國專利商標局另給予小規模個體（Small Entity）專利費用減半的優惠，適用對象包括非營利機構、少於500人之企業與獨立發明人。

《圖一　2003年取得美國專利件數前十大公司》

＜資料來源：USPTO，2004/01；工研院IEK，2004/03＞

美國專利與商標局（United States Patent and Trademark Office；USPTO）於2004年1月12日公佈的2003年取得美國專利件數前十大公司，如(圖一)所示，藍色巨人IBM仍蟬連美國專利取得件數的冠軍。若以國家別觀察，台灣僅次於美日德，全球排名第四，南韓則以100篇左右的差距緊追在台灣之後。在台灣每年取得的4000餘篇專利中，有高達上千個專利權人，代表台灣業者對投入研發專利相當有興趣，但能量集中於少部份廠商手中。2003年台灣取得美國專利件數最多的專利權人為鴻海精密，以近500件居冠，其次為台積電與工研院，分別為400餘及200餘件。相較於國際大廠的專利件數，台灣在專利研發的質與量上仍應持續努力提升，以因應未來可能發生的專利糾紛。

台灣IC設計業專利趨勢分析

透過檢索資料庫統計台灣IC設計業者歷年於美國專利商標局所取得的專利，與台灣IC設計業歷年的產值觀察，如(圖二)所示，台灣IC設計業者取得美國專利的件數亦伴隨產值逐年高度成長。

《圖二 歷年台灣IC設計業產值與取得美國專利件數》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

若以國際專利分類碼（International Patent Classifications；IPC）來觀察台灣IC設計業者的研發成果與趨勢，(表一)為歷年台灣IC設計業者取得美國專利之IPC三階統計結果。其中最多件專利的是G11C，其分類為靜態儲存裝置，包括DRAM、SRAM與NVM之讀取、寫入、定址、控制等相關技術。其次為G06F，其分類為數據資料的處理、輸出入、匯流排等相關技術。第三為H01L，其分類為半導體製造相關技術。第四為H03K，其分類為脈衝技術，包括產生、計數、放大、耦合等邏輯電路技術。第五為H03M，其分類為編碼與解碼技術。

《圖三　歷年所有台灣IC設計業者取得美國專利之IPC三階統計》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

自申請美國專利到審核通過公告約需18個月，也就是說2003年公告的專利，約為2001下半年至2002年的研發成果。由於國內IC設計業者在歷經2001年的全球不景氣後，紛紛展開一波新的佈局，尤其是在數位家庭以及行動運算蔚為潮流下，有相當多的業者朝消費性與無線通訊方面發展，可以預期的是在不斷投入新領域的研發下，台灣IC設計業在未來數年內，獲得美國的專利件數仍將持續成長。

不同類別專利案件數互有消長

台灣IC設計業的研發趨勢與依IPC分類之歷年專利數量息息相關，如(表一)所示，2003年G11C的專利件數較2002年滑落，且專利集中於Flash，這與近年來DRAM與SRAM記憶體設計業者遭遇的景氣低迷有關。

《表一　依IPC分類之歷年專利件數》

G06F則維持高度成長，主要專利權人仍為晶片組業者，專利集中於匯流排與記憶體的定址或配置，雖然晶片組的產值近年未有大幅成長，但卻是專利訴訟的一大戰場，尤其是Intel CPU與匯流排技術仍不斷推陳出新，相關晶片組業者勢必持續申請新專利以為因應。至於H01L未來將略為滑落，專利趨勢由半導體製程（H01L21）轉向類比所需的半導體RCL元件（H01L29）與封裝或ESD（H01L23）相關技術。

值得注意的是H03M與G11B，尤其是ADC/DAC相關技術（H03M1）、檢錯技術（H03M13）與以光學方法記錄或再生技術（G11B7），均為DVD之關鍵技術，預估此類專利件數將因多家業者投入而持續增加。另一個值得注意的是G05F，目前國內業者主要專利技術範圍包括Voltage Generator/Regulator，在電源管理愈來愈受重視下，此類專利件數預估也將增加。

IC設計產業的競爭是無國界的，觀察(圖四)所示之國際IC設計大廠歷年取得專利件數統計可知，國內IC設計業者的確需要正視專利的議題。姑且不論引證率或授權收入等更深入的專利品質分析，單就專利件數而言，Qualcomm或Xilinx歷年所公告的專利件數均幾近為國內所有IC設計公司之總和。由此可見國際大廠無不想盡辦法撒下專利網，除避免他人侵害其研發成果外，亦可增加專利訴訟時之籌碼。

《圖四　歷年國際IC設計大廠取得美國專利之件數》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

當半導體製程進展到90奈米以下，IC設計的概念與以往將大不相同，例如在時序分析、功率分析、訊號整合以及封裝的覆晶與PCB對信號的影響，這些在未來的奈米時代都將成為IC設計的關鍵議題，亦為國內IC設計業者未來提昇競爭力的關鍵機會，也將是未來專利佈局的重點。

由專利角度觀察新興產品機會

統計專利的件數除了可以作為研發能量的指標外，亦可運用來觀察某個產品發展的技術生命週期。一般可分為四個階段，如(圖五)所示：

• (1)技術萌芽期，投入的廠商不多，產生的專利數量也少；





• (2)技術成長期，當產業技術有所突破或市場價值出現時，由於相關業者競相投入，專利的數量與專利權人的數目將急遽上升；





• (3)技術成熟期，當市場與技術幾達飽和時，投入研發的資源將逐年降低，於是專利的數量與專利權人的數目同步滑落；





• (4)技術瓶頸期，每年僅有零星專利作部份技術的改良，已無可待突破之新技術。

以圖五之CCD Image Sensor為例，1988年以前屬技術萌芽期，1989至1996為技術成長期，1997年後則屬技術成熟期。依目前市場觀察，由於CMOS Image Sensor在良率與畫素上不斷有新的突破，預期CCD Image Sensor將邁入技術瓶頸期。

《圖五　CCD Image Sensor專利趨勢圖》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

以下舉CMOS Image Sensor與LCoS（Liquid Crystal on Silicon）為例，概略探討其專利的趨勢以及領導廠商之專利佈局。

觀察(圖六)可知，目前CMOS Image Sensor正處於技術成長期，有相當多的業者投入此技術研發，對市場的期望與企圖均非常強烈。但對即將投入與已投入之業者而言，運用國際專利分類碼（International Patent Classifications；IPC）來分析競爭者的專利佈局，是決定研發方向時相當重要的一環。

《圖六　CMOS Image Sensor專利趨勢圖》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

(圖七)為主要CMOS Image Sensor的專利權人，可以看出目前大多數的專利掌控在半導體製造商與IC設計公司手中。Hyundai、TSMC、UMC、Tower與Hynix的專利均分布於H01L（半導體裝置）；Foveon的專利則以H04N3（CMOS Image Sensor的掃描與電壓控制）為主，亦有佈局H01L（半導體裝置）相關專利；至於OmmiVision則除了H01L（半導體裝置）外，在G06K（Sensor的資料讀出）也有佈局。

《圖七　主要CMOS Image Sensor專利權人》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

對新進者而言，因CMOS Image Sensor現處於技術成長期，首先應先深入分析自身的技術能力與目前公告與申請中的專利，以避免誤觸他人專利引起未來不必要的專利權糾紛。CMOS Image Sensor的關鍵技術除了半導體製程外就是整合度與分辨率，在扣除半導體製程相關專利後，如(表二)，其實在整合後段訊號處理的部份，如提高畫質、電壓控制與感應、類比數位轉換方面，有意投入的國內IC設計公司可配合本身研發能量進行專利佈局。

《表二　CMOS Image Sensor主要IPC分類歷年專利件數》

另一個新興的產品為LCoS，如(圖八)所示，目前處於技術萌芽期，每年公告的專利數並不多，每個專利權人擁有的專利件數亦不多。觀察LCoS的專利權人研發動態，首先發現Intel擁有最多的LCoS專利，其中有二件專利屬於G02F1（控制來自獨立光源之光的強度、顏色、相位、偏振或方向之器件或裝置），而H01L（半導體裝置）與G02C（光學防護，抗反射）的專利各一件。由於Intel在LCoS技術萌芽階段即已投入研發，這也相當程度反映出面對即將引爆的數位電視商機，在TFT LCD、電漿、LCoS等眾多技術中，也唯有採用LCoS技術的數位電視，能為晶片商創造出較高的利潤。這也難怪Intel強力主推LCoS，並在2004年二月的英特爾開發者論壇（Intel Developer Forum；IDF）中，宣示進軍LCoS領域的決心，並公佈上市時程。

《圖八　LCoS專利趨勢圖》

＜資料來源：工研院IEK，2004/03＞

若以LCoS的IPC分類觀察，如(表三)所示，可以發現由於LCoS正處於技術萌芽期，除了G02F（控制來自獨立光源之光的強度、顏色、相位、偏振或方向之器件或裝置）因為是LCoS的核心技術，其餘的IPC分類均只有幾篇零星專利，相信這也給有意進入者一個絕佳專利佈局的機會。

《表三　LCoS之IPC分類歷年專利件數》

結論與建議

在未來的IC產業隨數位家庭由概念走向實現之際，3C的整合勢必成為顯學，當原本的資訊、通訊、消費性已無法用來區隔業者的目標市場下，產品的同質性將大幅增加，也意味著未來的競爭將愈來愈激烈。

預先做好專利佈局與策略規劃將是因應激烈競爭市場的不二法門，在擬定研發方向前就須做好該技術相關的專利研究，除了可作為攻擊用的關鍵性專利外，針對市場上技術領先者準備一些防衛性專利也是不可或缺的。尤其是當市場進入高度成長時，具備關鍵專利的大廠勢必運用專利訴訟來打擊浮上檯面的競爭對手，以達到阻嚇競爭者持續以低價進入市場，如此才能維持產品的一定利潤。

在進入數位家庭時代，有相當多的新技術，也有相當多的技術整合瓶頸有待突破。台灣IC設計業以往著重於產品研發，對技術研發稍嫌薄弱，在國際大廠紛紛祭出低價競爭與專利訴訟二大法寶下，國內業者在看好某項新興產品，並準備積極投入研發資源前，更應審慎評估對手的專利佈局以免誤觸專利地雷。此外，經由專利來觀察技術生命週期，也是評估是否值得投入研發資源的重要指標。

近年來屢屢有專利訴訟在IC設計產業上演，除了突顯專利佈局的重要性之外，也宣告IC設計業揮別高毛利，進入激烈競爭的時代。於是對國內IC設計業者在專利佈局上的建議是：